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［关键词］独立院校；案例教学；毕业设计；互补作用
化工原理是化工及相关专业的核心专业基础课，具有由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，在培养学生专业素质和工程能力方面有着不可或缺的地位，是考研和职业资格考试的必考科目。因此，化工原理的教学改革至关重要。
一、案例教学法在化工原理教学中的重要性
化工原理课程具有很强的工程性和实践性，要求学生对化工生产过程及设备有感性认识与了解。教学内容包括流体输送、沉降、过滤、搅拌、传热、蒸发、精馏、吸收、萃取、干燥、结晶等单元操作过程，它们相互独立，遵循的原理和法则各不相同。生活中常见与之相关的例子，如送水送气（动量传递）、吹风干燥（热量、质量传递）等［1］。考虑到学生的生活和实践经验较少，教学过程中如能适当引入工程案例，对提高授课质量、激发学生学习兴趣及培养学生的创新能力，将会具有十分显著的效果。工程案例教学法起源于20世纪20年代，是指在具有较强工程背景的课程教学中，教师通过精心组织，引入工程实际案例与学生进行分析和讨论，旨在培养学生的工程观念，提高学生综合分析和解决实际问题的能力，以期达到激励学生主动参与教学活动、提高教学效果、知行合一的目的［2］。化工原理案例教学能弥补教材内容相对固定与教学内容更新慢等不足，同时作为基本原理的稳定性与其应用不断发展之间的有效衔接，能较好地反映化学工程学科的发展与化工技术的进步［1］。经过多年的实践和探索，案例教学法的运用已日趋规范，工程案例教学法在高等院校日益受到重视，对我国高等教育的改革和发展起到了积极的促进作用。常见的化工原理案例教学包括开篇案例法、问题案例法和综合案例法。其中，综合案例法最为重要，即在每个单元操作的结尾，列举出该单元操作的工程设计（或工程改造）实例，提出需要解决的工程问题，引导学生综合利用本单元操作相关知识，解决该工程设计（或工程改造）中存在的问题［2］。综合案例法涉及的知识点较多，实践性较强，需要教师将多年教学经验、参与各项工程实践的收获与科研研究积累三者进行有机结合。三本院校在化工原理教学中更需要转变教育思想，根据应用型人才的培养定位，在保证基础知识传授的前提下，降低理论要求，多引入案例教学，突出实践技能的训练。笔者作为年轻教师，毕业后即从事大学教育工作，缺乏相对集中的企业实践经历和科研锻炼，缺少教学案例素材的积累，因此在化工原理教学中，一直探索如何能就地取材，把案例教学和本科毕业设计课题相结合，在毕业设计指导过程中收集案例来丰富自己的教学内容，使两者互为补充。
二、案例教学法和毕业设计相结合的可行性
在化工专业本科教学过程中，毕业设计是培养学生综合运用多种理论知识分析与解决实际工程问题的重要教学环节，也是最能体现学生工程实践能力和创新能力的环节［3］。毕业设计涉及化工原理、物理化学、化工分离工程、化学反应工程和过程装备设计等课程的知识，其中化工原理知识是学生使用最多的［4］。下面列举三个实例来说明如何将化工原理与毕业设计课题相结合，在化工原理教学过程中有的放矢地引入案例。
（一）农产品的热风干燥研究课题
这是一个实验型的研究课题，目的是对农产品在热风条件下的干燥特性进行研究。实际的生产加工过程中采用变动的干燥条件，而该实验采用洞道式干燥设备，用大量热空气对少量物料进行间歇干燥，并维持空气速度及与物料的接触方式不变，将变动干燥过程近似简化为恒定干燥过程，实验所得结论可用于指导实际生产。该课题涉及化工原理干燥单元操作的许多内容，如空气干燥的基本参数的意义和湿焓图、恒定干燥条件下等焓干燥的相关知识等。研究过程中要先根据实验数据绘出干燥曲线和干燥速率曲线，选择适宜干燥条件；再利用热量衡算进行节能优化，选择最佳能耗条件和废气循环比；另外为了深入考察影响因素，还需找到恒速段和降速段对流传热系数的不同计算方法，分析干燥过程对流传热系数的变化规律。因此在开题阶段，指导教师就会要求学生认真学习化工原理干燥一章的内容，牢固掌握基础知识，然后才能开始下一步的实验研究工作。该课题将复杂的工程问题进行了合理简化，体现了工程方法论的思想，并为讲授化工原理干燥单元操作提供了实例。讲授恒定条件下的干燥特性一节时引入农产品热风干燥数据、干燥曲线和干燥速率曲线图，有助于学生直观理解干燥的过程和分析方法，加深对干燥原理的理解。另外，实验能耗优化部分和废气循环讨论可用于干燥物料衡算、热量衡算及过程优化的教学。
（二）一硝基氯化苯生产车间硝化工段的设计课题
这是一个综合性比较强的经典题目，来源于实际工业生产。目前，生产工艺已比较成熟，一般用混酸作为硝化介质，以氯苯为原料，运用三釜串联在常压等温环境下进行连续硝化。该课题主要研究一硝基氯化苯的提纯精制，废酸与一硝基氯化苯的分离和循环利用，生产产生的废气、废液处理和硝化工段的生产装置。在课题研究过程中，学生首先根据题目搜集所需的资料和数据，进行工艺流程设计，然后对生产中各个设备进行物料衡算和热量衡算，对主要的设备进行工艺计算和选择，最终完成一个车间工段的设计工作。该课题涉及的专业内容比较全面，包括化工工艺设计、公用工程设计、外管设计、自动控制设计、环境安全评价及经济核算等。整个设计过程需要进行大量的计算，单纯的手工计算费时且准确度差，使用计算机辅助软件可让设计过程事半功倍，如使用Aspen plus、ChemCAD等进行物料衡算、热量衡算和工艺流程图绘制。工艺流程中除硝化反应外，其余均为物理过程，涉及流体输送、搅拌、传热、非均相分离等单元操作，还涉及安全环保、仪表控制、分析检测等。设备的计算和选型是设计的重点，包括配混酸工段的换热器设计、硝化反应釜的夹套换热器和蛇管换热器的选型、萃取釜和萃取分离器设计及附属流体输送设备的选型。化工原理教材中对换热器的讲解以列管式换热器为主，而该课题中多种换热器的设计和选型很好地补充了特殊间壁式换热器的知识；同时附属流体设备的选型可以作为日后教学中离心泵选型的案例，尤其是书本中谈及较少的耐腐蚀泵的选型案例。
（三）间壁精馏塔的流程模拟优化与水力学冷模实验研究课题
本课题是对三元物系分离的创新型设备———间壁式精馏塔的设计和研究。常规精馏操作需要用两个塔顺序分离才能得到三种不同的纯组分，而分壁塔中只需要一个单塔就可以同时得到所有组分，并能达到指定的精密分离要求。因此，间壁塔可以显著提高精馏的热力学效率，降低能耗，节省设备购置费用，且适用于传统旧式精馏塔的改造。为了较好地实现塔内分隔板两侧的气液分配，现在工业上使用的间壁塔一般会通过设计使用特殊的内构件来改变塔内压降，从而达到调节气液分配的目的；或者是将分隔板在塔内偏心放置，通过改变分隔板两侧的横截面积，来改变分隔板两侧气液分配。为了探究分壁的气液分布规律，掌握其运行控制的关键技术，毕业设计中会通过冷模实验、经验关联公式计算和数值模拟的方法对其气液分布规律进行研究。因研究内容较多，故该课题可拆分为三个子课题，分别是：1．设计间壁精馏塔冷模实验装置并观察气液负荷在设计范围内变化对气液流量控制效果的影响；2．验证新型气体分配控制专利技术的特性和改进空间，分析总结气相分配规律及变化机理；3．运用Mathcad软件进行塔板设计、水力学计算和核算，采用Aspen Plus、ProcessⅡ软件进行精馏塔的简捷计算，并进一步对流程做静态和动态模拟，针对产品的质量和能耗，进行可调节的自由度优化分析。该课题主要涉及化工原理的精馏单元操作和塔设备设计，这部分的教学中如能适当融入一些本领域的最新发展动向和创新成果，进一步拓宽教学内容，会取得更好的效果。将间壁塔课题作为新型结构塔的实例引入精馏塔设计教学中，可以极大地提高学生的学习兴趣，帮助学生了解最新的前沿分离技术，还可以作为化工原理课程设计中精馏塔设计任务的扩展，进一步锻炼学生的设计能力。
三、结语
关键词：风冷热泵冷热水机组风机盘管独立新风系统
1、风冷热泵的工作原理
热泵的供热循环与制冷循环均系逆卡诺循环,只不过在空调器的制冷系统中增设一个四通换向阀,改变冬、夏季制冷剂流动方向来达到此目的。这样一台机组夏季可进行供冷,冬季又可进行供热。风冷热泵机组是利用室内外空气作冷热源,它不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔,省去了庞大的冷却水系统;不占机房面积,投资省,安装方便;冬季供暖节电,不污染环境,对环保有利;维修保养也方便。在水源紧张环境温度为-5℃～43℃的地区及长江流域一带和以南的地区,冬季较冷又无采暖设施的地区尤其适用。
2、工程概况
本设计设计对象为长沙市某电力局综合调度大楼，该大楼位于长沙市内，由主楼和群楼组成。其中主楼有十五层，群楼高两层。总建筑面积13626平方米，空调面积为6112平方米。夏季最大制冷量763KW，冬季供热量为458KW。选用两台风冷式冷热水机组，
3、负荷计算
本设计负荷计算分各层各个房间各个方向进行逐时计算，包括墙、窗等维护结构的计算负荷、人员设备照明等的计算负荷。经计算和统计归纳，得出夏季所需冷量为762KW，冬季供热量为458KW。
4、空气处理过程
本设计采用风机盘管加独立新风系统，风机盘管不承担新风负荷。新风经处理后直接送入各个房间。
5、空调系统
该空调系统为风冷热泵系统，无冷却水系统，与常规水冷系统相比，无冷却塔、冷却水泵的噪音，有利于环保；本设计根据初投资和运行管理费用的分析，最后决定采用该系统，该系统简单，易操作，运行管理费用相对较低，是一种良好的选择。
5.1空调水系统
本设计中的空调水系统根据楼层性质和功能，分为两个系统。其中，一、二层划为系统一；三至十五层划为系统二。各个水系统在水平和竖直方向上都采用同程式，这样有利于水力平衡，减少平衡阀的投资。
5.2空调新风系统
本设计采用分层设置水平式新风系统，新风通过从外墙开洞从外墙吸取。新风机组在主楼是每层选用一台。在右侧的走廊引新风。裙楼处第一层选用两台新风机组，第二层选用三台新风机组。其一是在右侧的走廊引新风，其二在庭院处引新风到营业大厅和会议室。在新风机组的入口处设防火阀。
6、空调冷热源
本设计采用两台风冷式冷热水机组，这种设备夏天可供冷，冬天又可回收和利用低位热能供热，它无需专用锅炉房，不污染环境，应用灵活；是本设计对象的良好选择。本设计中的冷热水机组尺寸不大，水泵可内置，节约了水泵的占地面积，更加减少了土地的投资。且本机组可以采用自动控制，由电脑操作，方便简单。
7、机组布置
由于本设计对象为异性结构，且由群楼和主楼组成，主楼星型结构，中间受力，故本设计机组布置于群楼楼顶，供水管向上引一跟管向上给系统二供水，向下引一跟管给系统一向下供水，回水管亦然。这样比起机组置于主楼楼顶或地下室的情形，减少了水管的投资，更经济实惠。
8、结霜除霜问题
随着节能呼声的高涨,风冷热泵机组以其对水资源的节省而受到越来越多的青睐。但风冷热泵机组在制热运行时,由于室外温度低,其蒸发器表面会逐渐结霜。随着霜层的加厚,室内冷凝器的出水温度和制热能力逐渐降低。定期除霜成为保障风冷热泵机组正常运行的必要步骤,也吸引了越来越多的学者对其进行研究。传统的除霜方法是采用四通阀换向,将室外换热器转换成冷凝器来进行。故除霜所需的热量是从室内环境的吸热量、室内换热器蓄热量、压缩机消耗电力和压缩机蓄热量这四部分热量之和。从人体舒适性角度考虑,室内换热器风扇在除霜时停止运行。由于该除霜方式需从室内换热器和室内环境吸收热量,故存在以下缺点:①除霜时间长;②因室内风扇停止运行,室内机较长时间吹不出热风;③需从室内环境取热,室温将降低5～6℃;④由于制热时室外换热器出口制冷剂可能过冷到0℃以下,换热器下部的霜层难以除掉,造成冰层堆积,甚至还可能出现室外风扇电机烧毁、扇叶损坏的现象。上述缺点使室内环境的舒适性和设备的可靠性受到较大程度的负面影响。而热气旁通除霜不仅可以缩短除霜时间,改善除霜效果,而且还可以较大地改善室内环境的舒适性。
9、风冷热泵的自动控制问题
风冷热泵系统无冷却水系统，运行费用相对较少，若增加自动控制系统，按有关经验可节能20%，故风冷热泵系统安装自动控制的话，就更加节能了。本空调系统为风冷热泵系统，风冷冷热水机组布置在群房顶层，自动控制主要对象为冷冻水泵、风冷热泵、补水箱、风机盘管和新风机组。控制原理：热泵机组控制原理为根据供回水流量和温差计算实际冷量或供热量，根据该数据与设定的数据对比，得出开一台机组还是开两台机组；补给水箱则主要是进行低水位控制，当水位低于最低水位时报警；水泵则是控制水泵开启状态、手自动状态、故障报警；风机盘管的控制根据各房间的需求进行按需控制，用户可以自己设定温度和风量的大小；新风机组需控制其进出口温湿度、过滤网压差报警。
10、消声减振设计
由于本设计采用风冷热泵系统，机组及水泵安装在群楼屋顶，其本身的噪声影响就不是很大，电动机、水泵及风冷热泵机组安装在弹性减振基础上，在通风机和水泵的进出口设置柔性接头；管道通过墙壁时或悬吊楼板下时管道和支架要隔振，通过高噪声房间的管道要做隔声处理，避免振动或者高噪声传入管内；变风量和末端采用消声软管与风口连接，以防止其流通过调节阀时产生的噪声传入室内；空气处理机组混风处和机组出口设置静压箱，内贴消声材料；在必要的地方设置消声器或消声弯头。
11、防火排烟系统的设计
在本设计中需要放置防、排烟的部位有：防烟楼梯及楼梯间及前室消防电梯前室和合用前室，本设计主要采用自然排烟，自然排烟利用与室外相邻的窗，阳台，凹廊或专用的排烟口将室内的烟排出，自然排烟不使用动力，结构简单，运行可靠，自然排烟口的面积，一般可取地板面积的2％，排烟口设在防烟分区顶棚上或靠近顶棚的基面上。
12、保温设计
空调水管、阀门、膨胀水箱、室外膨胀管、冷凝水管等均需保温.保温材料选用橡塑闭泡福乐斯,难燃B1级.空调水管公称直径采用福乐斯,管壳厚度见下表:
表11.1管道保温厚度表公称直径DN15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN125DN150
厚度(mm)2525272728293031313240
保温结构及作法按国家有关标准及产品技术文件要求进行施工；
13、设计体会
毕业设计是大学四年学习的一次全面总结，要综合运用所学的基础理论和专业知识熟悉和掌握国家有关的建设方针政策，联系实际来解决工程设计问题。通过此次毕业设计，本人明确了设计程序、设计内容及各设计阶段的目的和要求。
整个设计从负荷计算到方案比较，再由方案比较到风、水系统的设计，把我们在大学中所学的所有专业知识都联系起来，应用到《空气调节》、《供热工程》、《智能建筑概论》等很多我们所学到的专业基础及专业知识，还应用到暖通专业的《空气调节设计手册》、《暖通空调制图与设计施工规范手册》等设计规范，把我们在书本上掌握的知识应用到实际工程实践中，是一个不断学习、运用知识的过程。当完成整个设计任务时，才发现自己的专业知识、解决问题的能力以及创新能力都有了很大程度的提高，体会很深。
首先，在负荷计算阶段，运用EXCEL软件进行负荷计算速度与用人工算有太大的差别，只需几天时间就可以计算完15层大楼的冷负荷；在用WORD进行编辑设计说明时，设置标题就可以自动生成目录；在WORD中可以插入EXCEL表格，进行计算和编辑，比在WORD中插入表格来得快多了；所以我们在以后的学习中应该更加牢固地掌握WORD、EXCEL等办公软件，以利于改进速度和质量效果。
其次，方案比较时要考虑完全，在进行经济性比较时不仅要计算供热制冷机组的初投资和运行费用，还要考虑到冷却水泵冷却塔等设备的投资，因为风冷热泵机组不需要冷却水泵和冷却塔，还要考虑到一些维修管理费等实际因素。
在我们设计过程中，不仅要感谢老师的指导，还要感谢一些设计院和空调公司的专业人员在我们参观实习和讲座中给我们传授的经验和知识。他们用经历与时间换来的经验是我们在书本中所学不到的，一些实际领域的设计与新技术的应用更是值得我们所学的。其次，我们在设计设计时应该多有些创新，大胆的应用新技术，任何一种技术都有它的优点和局限性。不可能有各方面都好的技术，所以我们在借鉴前人的基础上作一些定性的分析，对新技术进行应用。
再次，在进行设计的过程中要保持认真谦虚的态度，在风管和水管的阻力计算时要找好局部阻力和最不利环路，这是我们在以后的学习和生活道路上所必须的，这次设计就培养了我耐心认真的习惯。
在绘图过程中，本人采用CAD绘图，使本人对CAD的运用能力得到加强，速度有明显增加。
总之，通过本学期的毕业设计，本人觉得自己系统的掌握了专业课知识，并可以和实际联系起来考虑问题、分析问题、解决问题的能力有了很大提高，基本可以独立设计空调系统。感谢老师对我设计过程中的关心和指导，感谢专业人员的热心指导和同学的帮助！
参考文献
⑴《空气调节设计手册》第二版电子工业部第十设计研究院主编中国建筑工业出版社出版
⑵《空气调节》第二版赵茸义主编中国建筑工业出版社出版1996
⑶《简明空调设计手册》赵茸义主编中国建筑工业出版社出版2000
一、食品工程原理课程设计学时分配
二、食品工程原理课程设计题目
项目一：食品加工单元操作的计算。根据不同食品生产工艺，进行分组，对不同食品加工单元操作典型设备进行设计计算。
项目二：牛奶列管式换热器的设计。在灭菌后牛奶的冷却过程中，随着温度、压力参数变化以及冷却水温度变化，设计一台列管式换热器，完成相应生产任务。
三、食品工程原理课程设计指导
在课程设计过程，对项目一，指导教师收集食品生产企业工程实例作为课程设计题目，每2～3个学生是单独的题目，由于这些实际问题，涉及到食品生产中关键或者特殊的设备，所以每组学生都有很高的学习兴趣，学生通过查阅资料和相关工程手册，结合食品工程原理每个单元操作的原理每组学生能够独立完成各自的设计任务。通过课程设计，每组学生的查阅资料的能力、计算能力、绘图能力以及综合运用所学知识的能力等都得到了充分的锻炼，这些训练和指导对学生将来毕业后，完成工程师相应技术工作，有很大的帮助。
四、食品工程原理课程设计考核
根据本专业培养目标，毕业题目要与工程实际相结合，设计题目要培养学生查阅文献、工程实践、计算机应用及分析问题和解决问题的能力。我校过程设备与控制工程专业每年约有60名学生参加毕业设计，承担毕业设计的教师有7人，平均每人带8名学生，也就是说，每个教师要确定8个毕业题目，且这些题目又不能重复，实际上这很难做到。每年的毕业设计题目大部分的范围就是四大类化工设备的设计，即容器设计、换热器设计、反应釜设计、塔器设计，虽然这些题目训练了学生查阅文献、计算数据、绘制装配图、编写说明书等环节，但是，由于毕业题目缺少实际工程背景，大多是课程设计的扩充和放大。有的甚至一题多做，互相抄袭，有的只是纸上谈兵，缺乏实践检验，其次，指导教师指导的学生过多，造成把关不严，要求不高，使学生得不到好的指导，有些学生忙于社会考试和找工作单位，缺少精力认真完成毕业设计，使毕业设计质量不高。解决以上问题的根本方法还是指导教师要精心选定毕业题目，使题目多元化，题目多来源于工厂、企业有实际背景的课题，让学生在做毕业设计时有身临其境的感觉，激发学生对专业设计的积极性，为此，指导教师应该集思广益，多方寻找毕业题目，可利用带学生到企业进行生产实习、认识实习等机会，与工厂企业技术人员沟通，争取获得一些合适的题目，另一方面教师要结合自己的科研课题拟出一些毕业题目。
2如何激发学生参与毕业设计的热情
目前学生普遍存在对毕业设计环节积极性不高的问题，通过调查分析，一部分学生对本专业不感兴趣，将来也不愿意从事本专业方面的工作，另一部分打算将来考公务员或考特岗教师，所以，对毕业设计只是参与而没有积极性，特别是在民族学生中这种现象普遍存在。针对这些问题，指导教师应该从新疆大化工大石油的角度，特别是我国的能源建设，从政策、资金等方面已向新疆倾斜的现实出发，向学生讲明本专业在新疆经济建设中的重要性，鼓励学生去化工企业就业，并向学生介绍新疆的化工企业，从思想上转变学生的就业观，从而激发学生对本专业感兴趣，进而提高对本专业毕业设计的重视。如果条件允许，应该请化工企业的技术人员到学校向学生做专业方面的宣讲，让学生听一听来自生产一线的最新信息。目前，在新疆境内只有新疆大学开设有过程设备与控制工程本科专业，每年毕业一个民族班一个汉族约60名学生，而新疆境内的化工、石油、煤化工等国有及民营企业正不断发展壮大，人才应该是供不应求。2014年新疆大学过程装备与控制工程专业被评为新疆紧缺专业，投入400万元资金作为专业建设经费，因此，不论从外部环境，还是从学校内部环境，本专业的发展都有广阔的前景。作为毕业设计教师应该把这些优势向学生讲清楚，教师本人也应该身体力行，积极主动寻找有实践背景的设计题目，使学生毕业后能迅速适应企业的工作环境。
3校企联合指导毕业生的构想
在实践教学基础上，应该聘请企业工程人员与学校教师共同指导毕业生，使理论与实践有机结合起来，课堂知识与实践知识不至于产生脱节，使学生的理论水平与实践技能得到同步提高。如果毕业设计题目是源于生产实际的题目，企业指导教师提供的资料和文件都是企业经过多方调研或从生产实践总结的内部资料，学生知道题目的真实性又与今后的工作有密切联系，则会使学生更加热爱真刀真枪地锻炼，通过毕业设计可以深入企业调研和实践，可大大提高学生的工程实践能力。
4指导教师言行对学生选择毕业设计的影响
我校过程装备与控制工程专业，每年由指导教师出毕业题目，再由学生选择题目和指导教师，平时给学生印象较好的教师，比较容易得到学生的青睐，学生比较跟这类教师做毕业设计，相反，学生不太喜欢平时讲课平淡或对学生要求及其严格的教师，学生的这种心理是可以理解的，学生就怕设计不过关，拿不上毕业证。因此指导教师应该不断提高自己的业务水平和改善自己的管理水平，做到为人师表，人性化管理，充分参与到学生的毕业设计工作中，不能认为为难学生，特别是民族学生，由于汉语水平较低，普遍存在惧怕毕业设计的心理状态。
5指导教师职称职务对学生选择毕业设计的影响
学生中普遍存在愿意选择职称高、学历高的教师做为自己的指导教师的现象，我校化学与化工学院过程装备与控制工程专业目前有9名教师，其中副教授3名，讲师4名，实验员1名，学历均为本科及硕士，总体来说，本教研室教师学历和职称偏低，所以，教师应有一种紧迫感，争取尽快晋升职称，才能取得学生的进一步认可和信任，更好地为教学服务。
6总结
关键词：过程装备与控制工程；专业实验；工程化教学
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0194-02
一、前言
“工程化”是指通过工程构思、设计和制造，将知识形态的科学理论、概念、模型和规律转变为物化状态的商品过程[1]，这不仅需要理论基础知识、工程技术手段，还需要工程实践能力和工程创新能力。为加强这方面的培养，充分发挥实践教学的优势，各高校基本做法是把实验课从依附在理论课中分离出来，按学科类别，独立设课，整合为一门专业实验课，这样就在实验教学管理上和教学目标上赋予了新的内涵。教学管理上，可采用更加灵活多变的教学模式和丰富的教学内容，开放实验室，保证学生能够在业余时间进行科学实践活动；教学目标上，并不仅限于传统教学中巩固消化书本理论知识，还要更好地培养学生的工程实践能力、创新能力和进行科学研究的工作能力。
二、专业实验项目设置工程化
根据学科发展需求，结合学校本专业学科的特点和优势，以社会需求为导向，以素质教育为支撑，以改革创新为动力，以强化能力培养为目标，面向基层，面向行业，服务社会，培养应用型技术人才，构建应用型、创新型专业实验平台。灵活设置实验内容，减少验证型实验，增加综合设计型实验，实现实验装置向工程实际靠拢。尊重教学规律，保证实验体系的完整性、系统性、连续性、独立性。目前，我校过程装备与控制工程（以下简称过控）专业实验项目共设置16项，实验内容涵盖了过控专业的主干知识。从类型上按模块分为基础验证模块、综合设计模块、探索研发模块。从实验要求上分为必做、选做，详见表1。必做实验6项，选做实验至少2项。学生可根据兴趣自主选择，主张学生选择综合设计或探索性实验。基础验证模块以验证型实验项目为主，主要训练基本实验技能和实验数据处理的能力，巩固理解理论基础知识及应用，实验内容、目的和要求较为单一，实验装置功能少而单调，如内压容器应力测试实验。综合设计模块的实验项目，具有实验装置趋近工程化，实验方案多样性、实验选择自主性和实验开放性，如精馏塔是过程工业中应用最为广泛的液相产品分离设备，同时，也是过程控制中最有代表性的多变量复杂工业系统。精馏塔性能测试与控制装置是工业精馏塔的缩影，工程性强。对于该实验装置，学生可以选择应用多种控制方案，如单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等常规控制方案与多回路、多变量解耦控制等复杂控制方案，具有实验方案多样性。该实验装置采用控制对象与控制装置分离设计，用户可根据需要自主选择各种当代过程工业实际中应用广泛的控制装置，可编程序控制系统PLC、集散控制系统DCS、基于工业以太网的控制系统EPA等，具有控制装置选择的自主性。学生既可以选择预定的控制方案进行控制实验，也可以自主搭建或开发新型的控制方案进行完全开放的实验，结合该实验装置，也可做课程设计、毕业设计，完成具有实际意义的学位论文工作，具有实验方案的开放性，它是解决指导教师或自己提出的问题。探索研发模块主要是研究开发性实验，具有综合设计模块的特点，实验项目是充分发挥利用教师科研资源，把部分科研实验开放为专业实验项目，学生可以参与教师科研科工作，并有机会接触学科前沿知识，了解本领域的最新动态，激发了学生对专业实验的兴趣。如超临界CO2萃取植物有效成分、制备超细微粒等。
三、实验教学模式工程化
1.通过模拟生产带动实验教学。在实验表述、操作、数据处理上，紧密联系生产实际，把实验当成生产实际过程来处理，像熟悉生产装置一样，熟悉实验装置的工艺、设备、控制、原理、操作及注意事项，明确实验操作步骤的目的。如换热器性能综合测试实验，在介绍装置时，结合过程装备成套技术的内容，读懂装置的管道仪表流程图，熟悉工艺、测试仪表、管道附件，熟悉实验装置的核心部分――换热器，结合学过的理论知识、实习和生产实际，引导学生思考换热器的结构类型及应用、管程壳程适合走哪些流体等。实验数据表明，当平均传热温差在10℃左右的时候的换热效率很低，提出工程上窄点温差为何高于10℃，以此展开讨论，引导学生制定下一步综合性实验方案。
2.把“失败是成功之母”的理念贯穿实验教学的始终。马克思说过：“人要学会走路，也要学会摔跤。而且只有经过摔跤，才能学会走路”，“科学没有平坦的大路可走”。学生只有经历了工程方面的实际训练和挫折的磨炼，才可能成为具有创新能力的人才。专业实验为学生搭建这样的平台，在教学组织上采取以学生为主体、教师为引导，协助学生制定实验方案，对于明显的错误或涉及到安全的问题，采用启发、探讨式教学说明利害关系，引导制定合理实验方案，对于不确定的且不涉及到安全的问题尽量让学生大胆去试，实验过程要全部记录并写入实验报告，同时总结失败的教训和成功的经验。教师要把“失败是成功之母”的思想贯穿实验教学中，引导学生沿着科学家发明的足迹进行专业实验，重视实验过程、强化技能和培养能力，而不只是验证结论。针对基础验证型实验，避免纯粹验证实验，适时列举工程应用的实例，引导学生知识为生产服务的工程教育理念，学生做完实验后要思考其他可能的实验方法，并利用实验室开放时间得以验证，成功与否不重要，只是验证自己的想法是否正确，为后续实验奠定基础。综合设计性，是学生利用所学知识，按要求（可自拟）、自行设计实验方案、选择实验设备来完成数据观测及其处理等实验过程，最后得出结论。一般实验前后都要开放。探索研发型实验是要学生经过实验探索发现正确的试验方法或结论。学生直接参与科研工作，培养学生独立工作的能力。几年来，教师承担了一批国家级、省部级及横向科研课题，在科学理论、应用技术、知识自主创新、对外经济服务等方面取得重要研究成果。围绕这些课题进行了大量的学生科技创新、创业计划、科技作品、专业竞赛、课程设计及毕业设计，科技创新与毕业设计相结合，保证学生学习知识的完整性、系统性、连续性以及学习积极性。使本专业50%以上的学生受益，取得良好的教学成果，近两年本专业学生参加“挑战杯”竞赛，获得省级以上奖励4项，参加全国化工设计大赛，获得全国总决赛奖励2项，东北赛区奖励4项，学生选择此类毕业论文有6项获得优秀成绩。
四、建立实验室开放制度和实验考核制度
1.实验室开放。实验前后，实验考核前都设有固定的实验室开放时间，学生也可申请临时开放，以保证学生实验前预习、实验后复习、拓展实验和课外科技活动，给学生以想象的空间和时间。采用导师制，为学生走进实验室进行课外科技活动进行指导等。
2.实验考核。建立健全考核体系与考核制度，注重实验过程，强化能力培养，减少应试实验考核分值，增大实验过程分值。每项实验预习成绩占20%，操作占40%，数据处理及实验报告占20%；最后考核占20%。
五、师资队伍建设
高素质的师资队伍，是提高实践教学的基本保证。鼓励教师积极投身教学、教研、科研工作，有效开展教研活动，有序组织教师参加各种实践技能培训，坚持教学与科研、理论与实践、学校与企业“三结合”，走产学研发展道路，使教师队伍在教学科研、培训学习、实践中锻炼成长。
在购置教学实验设备时，兼顾科研方面的需求，同时将部分科研实验开放为专业实验项目。这样教学实验和科研实验紧密结合，相互促进，提高了高水平教师对实验教学的热情投入度，加强了实验教学队伍建设。
通过几年的教学实践，教学效果明显改善，学生和教师对实验课的学习与教学积极性明显提高。
参考文献：
关键词:安全工程;化工安全;实践教学
1我校安全工程本科专业特点
1．1不同高校安全工程专业的行业背景
国内开办安全工程本科专业的高校很多，各高校安全工程专业一般具有典型的行业背景。调研发现，安全工程行业背景涵盖矿山安全［6－7］、冶金安全、石油安全［8］、化工安全［9］、机械安全、交通安全、城市公共安全、农业安全［10］、建筑安全等。各高校在制定专业人才培养方案时，会综合考虑行业背景和培养定位，制定符合人才发展的培养方案。
1．2我校安全工程专业的行业背景
我校安全科学与工程学科从1988年起开始招生安全类硕士，培养以化工安全为行业背景的研究生。2006年开始招收安全工程专业学位硕士。2010年开始设置安全工程本科专业。这种先学科、后专业的建设思路决定了我校安全工程本科专业具有显著的化工安全行业背景。
1．3国内对化工安全人才的迫切需求
近年来，虽然国内化工安全生产形势呈现总体较好的态势，但是事故总量依然很大，重特大化工事故未得到有效遏制。据国家安全监督管理总局披露，仅2017年就发生了203起化工行业事故，死亡238人。化工事故的不断发生，凸显了化工安全技术及管理人才的严重不足。尤其是现有的安全工程人才培养模式，知识结构单一，化工人才不懂安全、安全人才不懂化工，真正既懂化工、又能掌握安全的复合型化工安全人才，是目前国内化工行业的迫切需求［11－12］。针对此需求，我校在已有化工安全人才培养计划的基础上，更加深入健全化工安全人才培养体系，注重应用型、复合型人才培养。
2以化工安全为特色的安全工程实践培养模式
2．1培养方案中实践环节的制定
所谓化工安全，指的是化学反应、化学工程、化工生产过程中的安全问题。化工安全具有基础性、综合型特点，不仅涉及安全工程的主要基础问题，还兼具燃烧、爆炸、有毒等与介质风险相关的问题，以及与过程装备可靠性有关的问题。因此，在以化工安全为特色的安全工程专业培养方案实践环节的制定上，必须综合考虑安全与化工(化学工程、化学工艺等)、安全与化机(化工机械等)的有机结合。我校在制定安全工程专业人才培养方案时，参考了安全科学与工程学科定位，即“瞄准国家重大需求，以反应性物质的安全技术为起源，以过程安全、化工安全、管理安全为应用基础平台，形成以过程工业和石油化工行业为鲜明背景的特种过程装备安全技术、工业爆炸及其防治理论与技术、危险性辨识与灾害反演评估技术为核心的化工安全学科特色和专业优势”。经过总结教学实践经验并开展讨论，以化工安全为特色的安全工程专业实践教学环节，将化工安全教育贯穿于安全工程本科4年的各个实践环节中，达到系统且循序渐进的教学效果。除了工科院校普遍设置的工程训练、机械设计课程设计、测试技术实验等实践环节外，我校的其他实践环节均融入了化工安全教学，详细介绍如下。
2．2认识实习环节
认识实习课程是培养工科学生对后续专业基础及专业课程建立工程感性认识、激发学习兴趣的重要实践教学环节［13］，设置在大二下学期，学时为1周。我校安全工程专业认识实习与化工大类专业如化学功能、化学工艺、工程装备与控制工程、环境与生命等专业同标准、同档次开展。同时，对安全工程专业的学生，在校内认识实习课程中增加关于工艺安全与设备安全的相关内容，一方面增强学生对安全的认识，同时也更加注重培养学生对化工行业的理解。
2．3生产实习环节
生产实习是工科学生学习和掌握所学的理论知识与生产实际相结合的课程，也是学习专业方向模块课程的实践基础课程，设置在大三下学期，学时为3周，一般采用驻厂的方式开展。我校安全工程的生产实习与化工机械大类本科生同时开展，实习厂家一般安排在化机厂、化工厂等实践基地。化工是一门实践性很强的学科，只有深入工厂内学习工艺及设备安全，才能对化工安全有深刻的理解与感悟。
2．4化工工艺及设备课程设计环节
我校安全工程专业的学生，在大三下学期、大四上学期会开展两次化工工艺与设备课程设计实践环节。第一次是典型化工结构如塔、换热器的工艺设计，为期2周;第二次是典型化工设备如塔、换热器的机械设计，为期3周。通过这两次课程设计，使本科生熟练掌握化工工艺及设备相关的工艺安全、设备强度及稳定性安全内容，为从事化工安全技术工作提供支撑。
2．5安全工程专业实验环节
安全工程专业实验范围广泛，不同行业背景下安全工程专业实验设置有很大不同。经过最终讨论，我校以化工安全为背景的安全工程本科专业实验课程凸显火灾、爆炸、反应过程等内容，设置了闪点燃点测试实验、最大实验安全间隙测定实验、气体及粉尘爆炸特性测定实验、放热反应失控特性测试实验、气相爆燃及爆轰波传播实验、气体及粉尘云火焰传播行为实验、细水雾抑制爆炸特性实验、压力容器超压泄放实验等。经过开展专业实验，使学生对化工行业火灾、爆炸、反应安全有较深的理解，同时能够从事相关的实验操作，培养实验技能。
2．6毕业设计(论文)环节
毕业设计(论文)是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，设置在大四下学期，为期15周。我校采用如下两个措施实现化工安全人才的培养。(1)安全工程学生与化工机械大类专业学生混合开展毕业设计。即在整个选题、选导师、开展过程，均有具有化工背景的化工机械大类专业导师指导。毕业论文题目均与化工机械相关，这样保证了安全工程学生对化工知识的有效应用及锻炼。(2)聘请部分校外化工企业的校外导师指导毕业设计。毕业设计选题来源于工程实践，具有非常显著的化工行业背景。通过这种方式，进一步提高学生的知识运用水平。
3我校安全工程专业就业方向
我校2010年开始招收安全工程本科生，迄今为止已经毕业了4届学生。除了继续考研或出国深造的学生外，就业的学生广泛就职于石油、石化、海油、化工机械、核电等具有化工行业背景的企业，以及相关的检验检测机构。同时，我校会通过定期会谈、电话沟通等方式保持与用人单位的联系，经反馈用人单位普遍对毕业生的技术能力给予了好评。
1.1各课程设计单独开展，之间缺乏必要的联系
以往课程设计的开展，分别在各课程结束时，作为一个总结性和综合性的教学环节来进行，不同学期、不同设计内容、不同课程间独立开展，导致相互之间缺乏必要的联系，学生进行的只是局部的训练，缺乏一个整体的概念。比如在化工原理课程设计时，学生对化工制图、材料、设备的强度计算、各设备元件的选择与设计及标准不是特别清晰，最后所得的工艺及工艺尺寸计算数据甚至被弃之一旁;而在化工设备课程设计时，则需要对化工工艺问题有一个整体把握，依据计算所得工艺参数及工艺尺寸来指导设备设计与选型，这些都要用到化工原理和化工工艺学的知识。
1.2各课程设计的时间安排较短，学生仓促而就
这四门课程作为化工类课程的重要组成，其教学内容繁重，在课程结束时留给课程设计的时间就显得极为有限。而每门课程设计对学生来说其工作量都是极大的，且对于化工类学生来说又都是极其重要的，是学以致用、理论结合工程实际的重要一环。在短短的1～2周的课程设计期间，教师首先要下达设计任务书(布置设计任务)，而后进行设计课程的专题指导和答疑工作。接着学生要查阅、搜集相关文献资料及实际工程信息，准备相关化工标准、手册以备随时查阅。设计期间学生要完成的工艺流程图和主设备图各一张、复杂设备的不同视图、若干零件图及一份详细的设计说明书(包括设计工艺核算、设备设计及各零件计算)。学生要在短期内完成这一系列任务，时间仓促，难以对设计内容整体把握和系统思考，对于设计细节考虑不周，导致略微改动已有图样的情况有之，原图照抄照搬情况亦有之，完全没有达到课程设计与实际结合的训练目的。
1.3独立课程设计内容单薄，系统综合性差
由于要考虑时间安排的限制，以往的课程设计会选取化工单元操作的一小部分作为设计任务，以达到任务量与时间安排的匹配。这往往影响了学生对于化工生产过程整体性与系统性的掌握，在设计过程中难免会“一叶障目不见泰山”，难以加强学生在化工生产基本原理、工艺流程设计、单元操作设备及核算方法等方面的综合素质。以上问题影响了实际教学效果的强化提高，难以达到化工课程设计学以致用、由理论入实际化工生产过程、培养创新型化工人才的目的。
2整合四门课程设计，设立化工专业综合课程设计的可行性
2.1设立化工专业综合课程的必要性
化工原理、化工设备、化工制图和化工工艺学作为化工专业的重要专业基础课程，其侧重点不同，但在实际设计中紧密联系。化工工艺学主要研究原料化学反应的过程和方法［4］，从化工热力学、动力学的角度分析反应原理、反应影响因素，据此确定其工艺条件;并据反应特点设计工艺流程。化工原理则是以单元操作为对象，讲述其能量传递、动量传递、物质传递的基本原理，以及其操作过程对管道、容器设备等的条件要求，为设计部门提供参考依据。这两门课讲述的是化工工艺方面的知识。化工设备课程的主要内容是介绍单元操作中所用设备及其设计过程［5］、设计方法，这些设备的结构、形式、尺寸直接决定了它们是否能达到工艺设计中所要求的条件参数。也就是说工艺设计以及工艺核算是化工设备设计的前提，化工设备设计又是保障工艺条件实现的基础，而化工制图是化工设备设计的直接手段。首先根据化工工艺学确定生产工艺，再由化工原理的知识进行选型论证后，经过工艺核算确定设备的型号，最后依据化工设备的知识并借助化工制图的手段拿出设备图。由此可看出，四门课程的紧密联系及其不可分割性，完成任何一个独立的课程设计都要交叉运用这四门课程所学知识，这就为整合四门课程设计提供了基础。
2.2时间安排集中，各科教师联合指导，避免短板，可极大提高教学实践效果
本校惯例，课程设计一般安排在每门课程结束之时，结课考试之前，时间短而分散，各科任课老师“各自为战”，如此仓促的开展课程设计其教学效果大打折扣。整合四门课程，设置化工综合课程设计后，时间可由原来的2周改为6周。课程设计时间大大延长，学生有充足的时间和精力来认真、从容、细致地对所学四门课程用课程设计的方式做一次有系统、有目的的大总结，避免了学生因时间紧而仓促开始草草收场的应付现象。整合开展化工类专业综合课程设计还便于四门课程教师开展协同教学、互补教学，弥补了化工原理、化工工艺老师对设备、制图方面的不足，化工设备、制图老师对工艺设计的生疏。在学生遇到问题时可及时有效地给予更专业、更全面的解答，极大的提高课程设计的效率和教学效果，真正地实现在课程设计实践中提高学生能力的目的。
2.3课程设计选题的针对性更强，学生课程设计训练的系统性更强
整合后，课程设计任务书的编写与下达可由四科教师共同讨论，综合考虑来完成。可以有目的的选取设计对象，对学生进行侧重训练;也可根据实际应用，灵活设置课题。在设计中引导学生深入思考，综合考量自己所做设计的可靠性、经济性和实际可行性。指导学生正确使用设计行业的规范和标准，准确查阅设计手册和资料。这可有效的避免以前课程设计选题的随意性与设计过程的不完整性，使学生在了解生产工艺流程的基础上，进行塔设备的设计和换热器(泵)选型，然后立即对该塔设备和换热器(泵)进行强度校核及图纸绘制，同时引入计算机编程、AutoCAD等软件锻炼学生利用计算机解决问题的能力，使学生经历一次完整的化工单元操作设计的全过程，有机会将所学知识得以实际综合应用，为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实的实践基础，并使学生深刻理解化工原理课程的工程性、实践性和应用价值。
2.4可协调四门课程与其它课程的开设时间及授课内容的关联性
考虑到学生对课程知识的遗忘性，有必要协调四门课程的开设时间，将四门课程调整到同一个学期来开设，在该学期结束时统一时间开展课程设计，这对于化工专业的课程设置来说是完全可行的。在授课内容上，平时的授课中可有意强化课程间的联系，增强学生的综合思考意识。
3结语
